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Completed projects
Untersuchungen zur Entnahme der organischen Restverschmutzung aus kommunalem Abwasser mittels Pulveraktivkohle der Firma Jacobi Carbons GmbH
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Nach Abschluss der bisherigen Untersuchungen an der halbtechnischen Versuchsanlage auf dem Klärwerk Steinhäule in Neu-Ulm, soll im Rahmen des Auftrags des Herstellers Jacobi Carbons eine weitere Pulveraktivkohle im Durchlaufbetrieb eingesetzt werden. Von 2003 bis 2009 untersuchte die Hochschule Biberach in einem FuE-Vorhaben, wie und in welchem Umfang die organische Restverschmutzung im Ablauf kommunaler Kläranlagen mit Hilfe von Pulveraktivkohle weiter verringert werden kann. Ziel des Vorhabens war es, eine dauerhafte Unterschreitung der CSB-Ablaufwerte von 20 mg/L sicherzustellen. In Voruntersuchungen konnte gezeigt werden, dass das Produkt „SAE Super“ von Norit die höchsten Eliminationsraten hinsichtlich des DOC aufweist, weshalb diese Pulveraktivkohlesorte primär für die Versuche im Durchlaufbetrieb eingesetzt wurde. Ähnlich gute Entnahmeraten zeigte im Standversuch eine Pulveraktivkohle von Jacobi Carbons. Nun sollte untersucht werden, ob diese vergleichbaren Entnahmeraten auch im Durchlaufbetrieb erreicht werden können. Ziel der Untersuchungen waren daher zum einen Erkenntnisse zur Eliminationsleistung der gelösten organischen Restverschmutzung (DOC bzw. CSB) in der Adsorptionssufe bei einer mittleren Aktivkohle-dosierung von 10 bzw. 20 mg/L. Zusätzlich wurden an vier Versuchstagen im Zu- und Ablauf der Adsorptionsstufe die Wirkstoffkonzentrationen bestimmter Arznei- und Röntgenkontrastmittel gemessen, um den Umfang der ebenfalls gegebenen Entnahme von Spurenstoffen bestimmen zu können. Darüber hinaus sollte geklärt werden, ob sich durch den Einsatz dieses Kohleproduktes hinsichtlich betrieblicher Aspekte, wie zum Beispiel der Abtrennbarkeit im Sedimentationsbecken, weitere Erkenntnisse ergeben. Fördernde Stelle: Jacobi Carbons GmbH, Frankfurt Projektlaufzeit: September 2010 bis Dezember 2010
Verfahrensschema der Versuchsanlage (= Adsorptionsstufe) |
Wissenschaftliche Begleitung von Untersuchungen zur möglichen betrieblichen Auswirkung von Pulveraktivkohle auf die vorhandenen Tropfkörper im Klärwerk Karlsruhe
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Anhand von bereits durchgeführten Durchlaufversuchen im halbtechnischen Maßstab auf dem Klärwerk Karlsruhe konnte gezeigt werden, dass der Einsatz von Pulveraktivkohle (PAC) zur Reduzierung der organischen Restverschmutzung zielführend sein wird. Mit den aktuellen Untersuchungen soll nun geprüft werden, ob es durch den Einsatz von PAC zu einer geänderten Funktionstüchtigkeit der Tropfkörper kommt. Untersuchungen zum Einsatz von PAC zur weitergehenden Reinigung von kommunalem Abwasser haben gezeigt, dass mit einer Führung der PAK im Gegenstromprinzip höhere Entnahmeraten erzielt werden als mit einer simultanen Zugabe in die Belebungsstufe bei gleicher Dosiermenge. Kennzeichnend für die biologische Reinigungsstufe des Klärwerks Karlsruhe ist deren Zweistufigkeit bestehend aus Belebungsverfahren und anschließender Tropfkörperanlage. Bei einer Nachrüstung des Klärwerks Karlsruhe um eine Adsorptionsstufe soll gemäß dem Konzept des Gegenstromprinzips die sogenannte Überschusskohle in das Belebungsbecken zurückgeführt werden. Anhand dem Betrieb eines Versuchstropfkörpers (Baugröße 10.000 EW) wird geprüft, ob die aus der Zwischenklärung abtreibenden, mit PAC beaufschlagten Belebtschlammflocken Auswirkungen auf die Funktionstüchtigkeit sowie die Reinigungsleistung einer Tropfkörperanlage haben.
Fördernde Stelle: Stadt Karlsruhe Projektlaufzeit: Februar 2010 bis November 2010
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Entwicklung einer adsorptiven Stufe zur Elimination organischer Spurenstoffe auf kommunalen Kläranlagen
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TP 2B: Optimierung der PAC – Abtrennung durch Filtration als Grundlage zur Anlagendimensionierung
Untersuchungen, die von der Hochschule Biberach in Zusammenarbeit mit dem Zweckverband Klärwerk Steinhäule durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass durch eine gezielte Pulveraktivkohleanwendung die Restorganik in kommunalem biologisch gereinigtem Abwasser weiter verringert werden kann. U.a. konnte nachgewiesen werden, dass eine Vielzahl von Arzneimittelrückständen mit der angewandten adsorptiven Verfahrenstechnik aus dem Abwasser entfernt werden kann.
Für eine Umsetzung der erprobten Verfahrenstechnik in den technischen Maßstab muss neben den bereits bekannten Eliminationsraten von gelösten Abwasserinhaltsstoffen ein vollständiger Feststoffrückhalt sichergestellt werden. Daher ist nach der adsorptiven Reinigungsstufe eine Sandfilteranlage, wie sie schon auf einigen Kläranlagen vorzufinden ist, baulich vorzusehen. Bei bisherigen Untersuchungen wurde zur Flockenbildung immer ein Produkt auf Aluminiumbasis eingesetzt. In einem ersten Schritt sollte daher geprüft werden, ob mit dem Einsatz von Eisensalzen ähnliche Ergebnisse hinsichtlich der Reinigungsleistung sowie betrieblicher Aspekte, wie zum Beispiel der Feststoffabtrennung, erreicht werden können. Ein weiteres Ziel der Untersuchungen war es, die Abtrennung der Pulveraktivkohle (PAC) in Teilschritten zu optimieren. Zunächst wurden hierzu die Dosieranordnung der beiden Hilfsstoffe (Fällmittel und Polymere) im Bereich der Adsorptionsstufe wie auch die Dosiermengen variiert. Anschließend wurde die Feststoffabtrennung im Versuchsfilter und der Filterbetrieb untersucht. Zum praktisch vollständigen Rückhalt der PAC ist eine weitere Zugabe von Fällmittel vor dem Filter notwendig, weshalb neben dem Einfluss der vorhandenen Filtergeschwindigkeit auch der Einfluss der Zugabemenge dieses Hilfsstoffes ausgewertet wurde. Zudem wurde geprüft inwiefern mit der weitestgehenden Feststoffabtrennung eine Verbesserung der hygienischen Beschaffenheit des Abwassers einhergeht. Weiterhin sollte geklärt werden, ob man teilbeladene und anschließend aufgemahlene Kohle, welche vorher in Wasserwerken im Einsatz war, an Stelle von frischer Pulveraktivkohle zur Elimination von organischen Spurenstoffen einsetzen kann. Fördernde Stelle: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)Projektlaufzeit: August 2008 - Juli 2010 Weitere Links: Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Zweckverband Klärwerk Steinhäule, Ulm/Neu-Ulm Steinle Ingenieure GmbH, Merklingen |
Maßnahmen zur Verbesserung der Gewässergüte durch Entnahme der organischen Restverschmutzung mittels Aktivkohle
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Seit Mai 2003 untersucht die Hochschule Biberacht in Kooperation mit dem Zweckverband Klärwerk Steinhäule, Ulm, die Möglichkeit, biologisch geklärtes Abwasser, durch den Einsatz von Pulveraktivkohle, weitergehend zu reinigen.
Unter anderem wird in dem Forschungsvorhaben in halbtechnischen Versuchsanlagen geprüft, ob und in welchem Umfang mit dieser Reinigungsmethode organische Mikroschadstoffe, zu denen u.a. Rückstände von Arzneimitteln und endokrin wirksame Substanzen zählen, aus dem Abwasser entfernt werden können, um ihren Eintrag in die aquatische Umwelt zu verringern.
Der Abschlussbericht liegt vor.
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Untersuchungen zur weitgehenden Entnahme von organischen Schadstoffen im Abwasser des Klärwerks Lahr mit Hilfe von Pulveraktivkohle
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Anhand einer Versuchsanlage im halbtechnischen Maßstab wurde überprüft, ob und in welchem Umfang die organische Restverschmutzung nach biologischer Abwasserreinigung durch den Einsatz von Pulveraktivkohle entfernt werden kann.Auf Basis der bisherigen Erkenntnisse der Untersuchungen auf dem Klärwerk Steinhäule, Neu-Ulm, wurde auf dem Klärwerk der Stadt Lahr eine halbtechnische Versuchsanlage errichtet und betrieben. Neben der Entnahme der Restorganik wurde ebenso überprüft, inwiefern organische Spurenstoffe, u.a. Arzneimittelwirkstoffe, durch die Zugabe von Pulveraktivkohle quantitativ aus dem Abwasser entfernt werden können. Die biologische Reinigungsstufe des Klärwerks Lahr besteht aus einem Belebungsverfahren mit anschließender Tropfkörperanlage. Im Rahmen der Untersuchungen wurde geprüft, inwiefern bei einer Erweiterung des Klärwerks Lahr um eine Adsorptionsstufe, diese direkt nach den Tropfkörpern errichtet werden kann. Hierzu wurde die Versuchsanlage sowohl mit Abwasser aus der Nachklärung als auch mit Abwasser direkt vom Ablauf der Tropfkörper betrieben. Zudem wurden im Durchlaufbetrieb zwei verschiedene Pulveraktivkohlen getestet.
Fördernde Stelle: Abwasserverband Raumschaft-Lahr Projektlaufzeit: Mai 2009 bis Mai 2010
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Betriebsparameter und Leistung von Sandfilteranlagen
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In Baden-Württemberg sind ca. 30 Sandfilteranlagen als letzte Behandlungsstufe in kommunalen Klärwerken in Betrieb. Da diese teilweise bereits vor 20 Jahren erstellt und nach allgemeinen Erfahrungen bemessen wurden, lagen in der Vergangenheit keine vergleichenden Daten über die Betriebsweisen und Reinigungsleistungen dieser Anlagen vor. Im Auftrag des DWA-Landesverbands Baden-Württemberg führte die Hochschule Biberach auf diesen Klärwerken eine Datenerhebung sowie zusätzlich eigene Messungen im Zu- und Ablauf dieser Behandlungsstufe durch, die als Grundlage für die Erarbeitung eines umfänglichen Leistungsbildes dienten. Der Abschlussbericht zu diesem Projekt wurde vom DWA-Landesverband Baden-Württemberg in Form einer Broschüre veröffentlicht und kann über die Geschäftsstelle DWA bezogen werden.
Fördernde Stelle: DWA-Landesverband Baden-Württemberg
Profektlaufzeit: August 2008 bis März 2009
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Untersuchungen zur weitgehenden Entnahme von organischen Schadstoffen im Abwasser des Klärwerks Karlsruhe mit Hilfe von Pulveraktivkohle
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Anhand einer Versuchsanlage im halbtechnischen Maßstab wurde überprüft, ob und in welchem Umfang die organische Restverschmutzung nach biologischer Abwasserreinigung durch den Einsatz von Pulveraktivkohle entfernt werden kann. Auf Basis der bisherigen Erkenntnisse der Untersuchungen auf dem Klärwerk Steinhäule, Neu-Ulm, wurde auf dem Klärwerk der Stadt Karlsruhe eine halbtechnische Versuchsanlage errichtet und betrieben. Neben der Entnahme der Restorganik wurde ebenso überprüft, inwiefern organische Spurenstoffe, u.a. Arzneimittelwirkstoffe, durch die Zugabe von Pulveraktivkohle quantitativ aus dem Abwasser entfernt werden können. Aufgrund der im Klärwerk Karlsruhe vorherrschenden Abwassermatrix und den bisherigen gewonnen Erkenntnissen der Untersuchungen im Klärwerk Steinhäule konnte ein Zusammenhang zwischen dem Einfluss der organischen Restverschmutzung und der Entfernung von Spurenstoffen aus kommunalem Abwasser mittels Pulveraktivkohle aufgezeigt werden.
Fördernde Stelle: Stadt Karlsruhe, Tiefbauamt
Projektlaufzeit: September 2007 bis Juli 2008
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Elimination von Arzneimittelwirkstoffen durch Pulveraktivkohlezugabe in der kommunalen Abwasserreinigung
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Seit Mitte 2003 untersucht die Hochschule Biberach in Zusammenarbeit mit dem Zweckverband Klärwerk Steinhäule, Ulm, in einem vom Umweltministerium Baden-Württemberg (UM BW) geförderten FuEVorhaben, wie und in welchem Umfang die organische Restverschmutzung im Ablauf kommunaler Kläranlagen mit Hilfe von Pulveraktivkohle weiter verringert werden kann. Ziel des Vorhabens war es, eine dauerhafte Unterschreitung der CSB-Ablaufwerte von 20 mg/l sicherzustellen. Gleichzeitig wurde geprüft, ob mit diesem Verfahren organische Mikroschadstoffe, zu denen u. a. Rückstände aus Arzneimitteln und endokrin wirksame Substanzen zählen, aus dem Abwasser quantitativ entfernt werden können.
Untersuchungen aus dem Jahr 2006 haben gezeigt, dass mit einer Dosierung von 10 mg/l Pulveraktivkohle im Mittel eine Entnahme von 80 Prozent je Arzneimittelwirkstoff gegenüber alleiniger biologischer Behandlung gegeben ist. Mit der vorliegenden Untersuchung sollte geklärt werden, ob und in welchem Umfang neuartige Wirkstoffe der Novartis Pharma AG ebenfalls durch die Zugabe von Pulveraktivkohle in der kommunalen Abwasserreinigung zurückgehalten werden können.
Fördernde Stelle: Novartis Pharma AG
Projektlaufzeit: Oktober 2006 bis März 2007
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Untersuchungen auf der Kläranlage der Stadt Cluj (Klausenburg) in Rumänien
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Aufgrund von Überschreitungen der Überwachungswerte wurden auf der Kläranlage Klausenburg (Ausbaugröße 300.000 EW) verschiedene Untersuchungen vor Ort durchgeführt. Diese beinhalteten speziell Versuche zum Sauerstoffeintrag in die Belebungsbecken, Überprüfung der Situation der Nachklärbecken und die Problematik, die sich aus der Schlammbehandlung ergibt.
Ziel der Untersuchungen vor Ort war es, ein Maßnahmenplan für die Ertüchtigung der Kläranlage Klausenburg zu erarbeiten, wodurch auch zukünftige Überwachungswerte eingehalten werden können.
Die Untersuchungen wurden im Auftrag der Deutschen Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit (GTZ), Eschborn, erstellt. Ein Untersuchungsbericht liegt vor.
Fördernde Stelle: Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit GmbH
Projektlaufzeit: April bis Dezember 2005
 
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